Le microplastiche sono frammenti minuscoli e quasi indistruttibili rilasciati dai prodotti di plastica di uso quotidiano. Man mano che apprendiamo di più sulle microplastiche, le notizie continuano a peggiorare. Già ben documentati nei nostri oceani e nel suolo, ora li stiamo scoprendo nei luoghi più improbabili:nelle nostre arterie, nei polmoni e persino nella placenta.
Le microplastiche possono impiegare dai 100 ai 1.000 anni per degradarsi e, nel frattempo, il nostro pianeta e i nostri corpi diventano ogni giorno sempre più inquinati da questi materiali.
Trovare alternative valide alle tradizionali plastiche e microplastiche a base di petrolio non è mai stato così importante. Una nuova ricerca condotta dagli scienziati dell'Università della California a San Diego e dalla società di scienza dei materiali Algenesis mostra che i loro polimeri di origine vegetale si biodegradano, anche a livello microplastico, in meno di sette mesi.
L'articolo, i cui autori sono tutti professori, ex studenti o ex ricercatori dell'UC San Diego, appare in Scientific Reports .
"Stiamo appena iniziando a comprendere le implicazioni delle microplastiche. Abbiamo solo scalfito la superficie della conoscenza degli impatti sull'ambiente e sulla salute", ha affermato il professore di chimica e biochimica Michael Burkart, uno degli autori dello studio e co-fondatore di Algenesis. "Stiamo cercando di trovare sostituti per i materiali già esistenti e di assicurarci che questi sostituti si biodegradino alla fine della loro vita utile invece di raccogliersi nell'ambiente. Non è facile."
"Quando abbiamo creato per la prima volta questi polimeri a base di alghe, circa sei anni fa, la nostra intenzione è sempre stata che fossero completamente biodegradabili", ha detto un altro degli autori dell'articolo, Robert Pomeroy, che è anche professore di chimica e biochimica e co-professionista di Algenesis. fondatore. "Avevamo molti dati che suggerivano che il nostro materiale stava scomparendo nel compost, ma questa è la prima volta che lo abbiamo misurato a livello di microparticelle."
Per testarne la biodegradabilità, il team ha macinato il prodotto in fini microparticelle e ha utilizzato tre diversi strumenti di misurazione per confermare che, una volta collocato in un compost, il materiale veniva digerito dai microbi.
Il primo strumento era un respirometro. Quando i microbi scompongono il materiale del compost, rilasciano anidride carbonica (CO2 ), che il respirometro misura. Questi risultati sono stati confrontati con la degradazione della cellulosa, che è considerata lo standard industriale della biodegradabilità al 100%. Il polimero a base vegetale corrispondeva alla cellulosa quasi al 100%.
Successivamente il team ha utilizzato la flottazione dell'acqua. Poiché la plastica non è solubile in acqua e galleggia, può essere facilmente rimossa dalla superficie dell’acqua. A intervalli di 90 e 200 giorni, quasi il 100% delle microplastiche a base di petrolio veniva recuperato, il che significa che nessuna di esse era biodegradata. D’altra parte, dopo 90 giorni, solo il 32% delle microplastiche a base di alghe è stato recuperato, dimostrando che più di due terzi di esse erano biodegradate. Dopo 200 giorni, solo il 3% è stato recuperato, indicando che il 97% era scomparso.
L’ultima misurazione ha coinvolto l’analisi chimica tramite gascromatografia/spettrometria di massa (GCMS), che ha rilevato la presenza dei monomeri utilizzati per produrre la plastica, indicando che il polimero si stava scindendo nei suoi materiali vegetali di partenza. La microscopia elettronica a scansione ha inoltre mostrato come i microrganismi colonizzano le microplastiche biodegradabili durante il compostaggio.
"Questo materiale è la prima plastica che ha dimostrato di non creare microplastiche mentre la usiamo", ha affermato Stephen Mayfield, coautore dell'articolo, professore alla School of Biological Sciences e co-fondatore di Algenesis. "Questa è molto più di una semplice soluzione sostenibile per il ciclo di vita del prodotto finale e per le nostre discariche affollate. Si tratta in realtà di plastica che non ci farà ammalare."
Creare un’alternativa ecologica alla plastica a base di petrolio è solo una parte della lunga strada verso la sostenibilità. La sfida continua è riuscire a utilizzare il nuovo materiale su apparecchiature di produzione preesistenti originariamente costruite per la plastica tradizionale, e qui Algenesis sta facendo progressi.
Hanno collaborato con diverse aziende per realizzare prodotti che utilizzano i polimeri di origine vegetale sviluppati presso l'UC San Diego, tra cui Trelleborg per l'uso in tessuti rivestiti e RhinoShield per l'uso nella produzione di custodie per telefoni cellulari.
"Quando abbiamo iniziato questo lavoro, ci è stato detto che era impossibile", ha dichiarato Burkart. "Ora vediamo una realtà diversa. C'è molto lavoro da fare, ma vogliamo dare speranza alle persone. È possibile."
Ulteriori informazioni: Marco N. Allemann et al, Biodegradazione rapida delle microplastiche generate da poliuretano termoplastico di origine biologica, Rapporti scientifici (2024). DOI:10.1038/s41598-024-56492-6
Fornito dall'Università della California - San Diego
